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基于趨磁/趨氧細菌的納米機器人靶向腫瘤缺氧區

2016-09-03 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:研究人員所利用的趨磁細菌,是一種能夠在胞體內合成磁小體(具有磁性的納米粒子,成分通常為四氧化三鐵)的細菌,其在地球磁場(chǎng)的作用下,可憑借磁力向更適宜其生存的缺氧深水區移動(dòng)。受此啟發(fā),研究人員猜想這類(lèi)細菌在腫瘤中也同樣會(huì )向缺氧區移動(dòng)。

  腫瘤細胞的快速增殖會(huì )消耗大量氧氣,這會(huì )導致腫瘤內部形成氧消耗殆盡的區域,此區被稱(chēng)為缺氧區。目前的藥物載體如脂質(zhì)體、膠束以及聚合物納米粒子,通常難以到達缺氧區。靶向腫瘤缺氧區主要受三個(gè)方面的限制:一是過(guò)于依賴(lài)于血流循環(huán)時(shí)間;二是缺少深入腫瘤的推動(dòng)力;三是缺少能感知和靶向缺氧區域的傳感器。

  由加拿大蒙特利爾綜合理工學(xué)院的納米機器人實(shí)驗室主任SylvainMartel教授領(lǐng)銜的研究團隊,通過(guò)與蒙特利爾大學(xué)以及加拿大麥吉爾大學(xué)的研究人員合作,成功研制出基于趨磁/趨氧細菌的納米機器人,借助于外加磁場(chǎng)的導向及細菌本身對低氧區域的感知,這種納米機器人能有效地將藥物運載到腫瘤深處和缺氧區,相關(guān)研究結果發(fā)表于NatureNanotechnology雜志上。

  研究人員所利用的趨磁細菌,是一種能夠在胞體內合成磁小體(具有磁性的納米粒子,成分通常為四氧化三鐵)的細菌,其在地球磁場(chǎng)的作用下,可憑借磁力向更適宜其生存的缺氧深水區移動(dòng)。受此啟發(fā),研究人員猜想這類(lèi)細菌在腫瘤中也同樣會(huì )向缺氧區移動(dòng)。

  研究人員首先將細菌注射在腫瘤周?chē)?,并用熒光標記細菌(綠色)來(lái)示蹤。接著(zhù)他們用探針標記腫瘤缺氧區(棕色),并驚喜地發(fā)現細菌的位置與缺氧區域相重合,這表明細菌能夠自主地向腫瘤缺氧區游動(dòng)。

  接著(zhù)研究人員將荷瘤小鼠置于計算機控制的磁場(chǎng)中,并在瘤周?chē)⑸浼毦?,結果發(fā)現磁場(chǎng)可以使細菌滲透到腫瘤深處且遍布整個(gè)腫瘤。

  研究人員將此現象歸于三個(gè)方面的原因:一是外磁場(chǎng)的導向作用;二是細菌的自推進(jìn)作用;三是對缺氧區域的感知。他們進(jìn)一步采用聚合物微球及死細菌對比實(shí)驗,發(fā)現兩者在腫瘤內的擴散都受到了限制。

  最后,研究人員將載藥的脂質(zhì)體通過(guò)碳二亞胺法連接在細菌表面,構建成新型的納米藥物載體。在外磁場(chǎng)、細菌自推進(jìn)及對缺氧區的感知的共同作用下,藥物能被有效地運載并滯留在腫瘤缺氧區。

  SylvainMartel教授展望道:“這種納米載體不僅可以運載化學(xué)藥物,還可以成為諸如成像試劑以及其他治療試劑的新型運載工具。例如,將輻射增敏試劑利用我們的載體運輸到腫瘤缺氧區,可以解決腫瘤放射治療中難以殺死乏氧癌細胞的難題。”

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